DE2209075A1 - Verschmutzungsfreies verkokungsverfahren und anlage zu dessen durchfuehrung - Google Patents

Description

• Verschmutzungßfreies Verkokungsverfahren und Anlage zu dessen Durchfu~hrung Die Erfindung betrifft ein verschmutzungsfreies Verkokungsverfahren, bei welchem Kohle zur Erzeugung von Eoksofengas und einem Koksbett erhitzt wird, sowie eine Kokereianlage zur Durchfffhrung des Verfahrens.
• Von Kokereien verursachte Luft- und Umweltverschmutzungen sind immer schwerwiegender geworden. Bei der Verkokung von Kohlen in Nebenprodukt-Koksöfen werden große Mengen von Koksofengas, Teer, Leichtölen und verschiedene Kohlen-Chemikalien erzeugt. Schwierige Probleme ergeben sich bei der sparsamen Beseitigung von nichtverwendbaren Nebenprodukten und bei der Reinigung des in der Kokerei nicht benötigten Koksofengasesv Wegen seiner Gehalte an Schwefel, Verunreinigungen und Teerbestandteilen ist Hochofengas als Leitungsgas nicht geeignete Darüber hinaus werden für den Verkokungsprozeß große Mengen an Luft benötigt, die nach Ausbrennen des Sauerstoffes zusammen mit den anderen Verbrennungsprodukten erhebliche Verunreinigungen enthalten.
• Weitere übermäßige Verunreinigungen ergeben sich durch das Abschrecken des heißen Kokses mit Wasser, bei welchem große Mengen von mit Schwefeloxyden und schwefliger Säure verunreinigten Dampf entstehen. Das nicht verdampfte Abschreckwasser enthält Schwefel, Ammoniaklauge, Natriumsulfatlösungen sowie Phenole und Teere enthaltende Lösungen und kann daher nicht in Flüsse geleitet werden. Es muß solange im Kreislauf geführt werden, bis es vollständig verdampft ist, wobei es Jedoch zu einem hohen Grad von Verschmutzungen kommt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verkokungsverfahren der eingangs genannten Art für Kokskohlen aufzuzeigen, bei welchem keine Luft- und Wasserverschmutzungen eintritt, bei welchem der heiße Koks entschwefelt, das Kokeofengas gereinigt und veredelt wird und bei dem eine eparsame Behandlung der chemischen Abbrände erfolgt.
• Erfindungsgemäß ist die Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet durch Abscheiden des größten Teils des Teuere, Ammoniaks und Öls aus dem Gas und Leiten des Gases durch das Koksbett, durch die Erzeugung von Teerpech aus dem abgeschiedenen Teer sowie von Kalziumcarbonat, Einbringen des Teers und des Kalziumcarbonats in das Koksbett zur Entschwefelung des Kokses sowie des darin eingeschlossenen Gases, durch kontinuierliches Abziehen des Gases nach Durchströmen des Bettes, Kühlen des abgezogenen Gases und durch periodisches Austragen einer Charge entschwefelten Kokses aus- dem Bett, Die Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen Koksofen zum Verkoken der Kohlen mit einem Koksofengas-Abzug und eine Teer-Abscheideeinrichtung auf. Sie ist gekennzeichnet durch einen Reaktor, Austragemittel zur Förderung des Kokses vom Ofen zu diesem Reaktor zum Erhalt eines Koksbettes in diesem, Mittel zum Entfernen des #rößten Teils des leeres, Ammoniaks und Öls aus dem Gas? zum Reaktor führende Leitungen für das gereinigte Gas, Mittel zur Herstellung von Teerpeoh aus dem abgeschiedenen Teer, Mittel zur Erzeugung von Kalziumcarbonat mit Fördermitteln zum Einleiten des Teerpeches und des Kalziumcarbonatos in den Reaktor für die Entschwefelung des Kokses und des Gases, Mittel zum kontinuierlichen Abziehen des Gases nach Durchströmen des Reaktorbettes, Mittel zum Kühlen des abgezogenen Gases sowie Mittel zum periodischen Austragen einer Charge entechwefelten Kokses aus dem Reaktor.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Verkokungsanlage anhand der Zeichnung. Es seigen: Fig. 1 und la die erfindungsgemäße Verkokungsanlage mit einer Saueretoffanlage in schematischer Darstellung sowie mit den Jeweiligen Pörderströmen; Fig. 2 und 2a ein Fließ- und Aufbereitungsschema der Nebenproduktanlagen.
• In gebräuchlichen Aggregaten 1 wird die Kohle serkleinert und abgesiebt und danach in einen mit einer Verbrennungekammer 3 versehenen Verkokungeofen 2 eingebracht. Nach Aufheizen der Kohle und ihrem Verkokungsvorgang wird der heiße Koks in einen geschlossenen Förderschacht 4 und von diesem mittels eines abgedeckten Förderers 5 zur Spitze eines geschlossenen Behälters 6 gefördert. Dieser Behälter ist gegenüber einer unteren Schleusenkammer 7 durch ein elektrisch betätigtes Ventil 8 abgeschlossen. Der Boden dieser Schleusenkammer ist normalerweise durch ein elektrisches Ventil 9 gegenüber dem Boden eines Turmreaktors 10 verschlossen. Die mit Koks gefüllte Schleusenkammer wird in den Reaktor entleert, sobald das Ventil 9 geöffnet und das obere Ventil geschlossen ist. Danach schließt das Ventil 9 und öffnet das obere Ventil, so daß sich die Schleueenkammer aus dem dann offenen Behälter füllt. Der von der Koksbewegung verursachte Gasdruck in der Schleusenkammer und im Reaktorbehälter wird über eine Verb indangeli itung 11 mit Rückschlagventil ausgeglichen. Beide Behälter wie auch der Reaktor sind von Waseer-Kühlmänteln 12 umgeben.
• Der in diesen Nänteln durch den heißen Koks erzeugte Dampf gelangt über Leitungen 13, 14 und 15 in# einen ,Dampfbehältor 16. Dieser Behälter wird daneben noch mit weiterem Dampf über eine Leitung 17 beaufschlagt, die zu einem Abhitse-Kessel 18 führt, der durch Verbrennungs-Abgase aus der Koksofen-Verbrennungskammer aufgeheizt wird.
• Am Boden des Reaktors ist ein normalerweise geschlossenes Ventil 21 vorgesehen, das diesen von einer unteren Schleusenkammer 22 abtrennt, die wiederum durch ein weiteres elektrisch betätigbares Ventil 24 gegenüber einem Austragschaoht 25 abgeschlossen ist. Am Boden dieses Austragschachtes befindet sich ein elektrisches Ventil 25, durch welches der Koks in einen zur Halde oder zum Bunker führenden Förderer 26 entleert wird.
• Die beiden unteren Schächte bzw. Behälter sind von Wasserkühlmänteln 27 umgeben, in die gekühltes Wasser über eine Leitung 28 und aus denen Warmwasser über eine weitere Leitung 29 gepumpt wird, Diese beiden Leitungen sind mit den entgegengesetzten Enden eines Kühlers 30 verbunden, dessen Arbeits- und Funktionsweise weiter unten näher ausgeführt wird. Die Kokstemperatur wird im Behälter 22 von ca. 540 °C auf ca. 260 OC und im Austragsohacht 23 bis auf ca. 37 °c für den Förderer reduziert. Ein Rückschlag- oder überströmventil 31 gleicht den Druck im Reaktor und in der unteren Schleusenkammer aus, wenn der Koks in letztere gelangt.
• Der heiße Koks wird im Reaktor vollständig verkokt und enthält dann einen überwiegenden Anteil an Sauerstoff, Wasserstoff und Rest Asche sowie Schwefel. Er besitzt keine flüchtigen Bestandteile und stellt ein hochaktives Material dar. Eine Höchst aktivität des Kokses wird bei Temperaturen von 800 - 870 °C erreicht. Diese hohen Temperaturen im Reaktor führen zu hohen Reaktionen.
• Die Gase und Dämpfe aus dem Koksofen werden zu Kohle chemikalien weiterverarbeitet. Die erste Stufe ist die Gewinnung von Rohmaterialien wie Koksofengas, Ammoniaklauge, Teer und Leichtöl. Die Gase und Brüden aus dem Ofen werden durch Besprühen mit Spülwasser in einem Sammelbehälter 32 gekühlt. Diese Lauge stellt ein Trägermedium für die konsensierten Teere und andere im Verfahrensablauf gebildete Bestandteile dar. Die Leere und der Ammoniak werden durch Behandlung in einem Spülflüssigkeitsklärer 33 aus der Sptlflüssigkeit abgeschieden, aus welcher der Teer über eine Leitung 34 in einen Teerabscheider 35 und danach in einen Vorratstank 36 fließt0 Das Spülwasser strömt aus dem Klärer über eine Leitung 37 in einen Umlauftank 38, aus welchem es mittels einer Pumpe 39 zu einem Ammoniaktank 40 gedrückt wird, in welchem die Ammoniakabscheidung erfolgt.
• Danach strömt die vom meisten Teer und Ammoniak befreite Spülflüssigkeit über eine Leitung 41 zum Sammelbehälter 32 zwecks Kühlung des Koksofenrohgases zurück.
• Das nichtkondensierte Koksofengas strömt über eine Leitung 44 zu einem wassergekühlten ersten Kühler 45, wohingegen das Kondensat der Lauge und des Teers aus dem Kühler durch eine Leitung 46 zu einer ersten Klärvorrichtung 47 fließt0 Die Spülflüssigkeit gelangt über eine Leitung 48 in den Spülflüssigkeitsklärer 33 und der Teer zum Teerabscheider 35o Das Gas aus dem ersten Kühler wird von einem Sauggebläse 49 in einen elektrostatischen Teer-Ausfällextraktor 50 gepumpt, aus welchem der Teer durch die Leitung 51 zum Teerabscheider fließt und das teerfreie Gas durch eine Leitung 52 in einen Ammoniaksorubber 53 gepumpt wird, wo es in gegenläufigen Serien betriebenen Stufen gewaschen wird, und zwar in der ersten mit einer verdünnten Ammoniaklösung aus der Leitung 54 und zuletzt mit gereinigtem Weser, welches über die Leitung 55 von einem später näher erläuterten reversiblen osmotischen System 56 strömt. Die Ammoniaklauge gelangt durch eine Leitung 57 von der Wäsche zum Tank 400 Das ammoniakfreie Kokeofengas strömt vom Wäscher durch eine Leitung 60 zu einer Leichtölwaschanlage 61, in der über 95 % des Öls aus dem Gas entfernt wird. Aus dieser Waschanlage gelangt das Öl durch einen Leichtöldestillierer 62 und wird in einem Vorratstank 63 gesammelt Das t3lgewaschene Gas wird von einem Hilfsgebläse 64 durch die Leitung 65 zu einer verzweigten Ringleitung 66 gepumpt, die den unteren Teil des Reaktors umschließt und mit einer Anzahl von in den Reaktor hineinreichenden Düsen 67 versehen ist, aus denen das Gas unter Druck durch das heiße Koksbett bis zu einem Abströmrohr 68 am oberen Ende des Reaktors gedrückt wird.
• Rund 40 % des bei der Kohle aufbereitung nicht entfernt ten Schwefels ist in den Destillationsprodukten gebunden.
• Das meiste bleibt im Koksofengas, und zwar im wesentlichen in Form von Schwefelwasserstoffen. Wie im folgenden ausgeführt, werden diese entzogen, wenn das Gas durch den Reaktor strömt.
• Vom Teervorratstank 36 gelangt der Teer zu oiner Xeeranlage 70, die verschiedene Schwefelsäuren, Teer enthaltendes Öl aus einer Benzolanlage, Kohlendioxyde aus einem Kalkofen 71 und Natronlauge aus einer Sodaanlage 72 aufnimmt. Die Produkte der Teeranlage sind hauptsächlich wertvolle Öle, Kresole, Naphthaline und Teersäuren. Der Teerkohlenrest und andere Abfallprodukte, Natriumsulfat, Phenole etc. aus der Teeranlage werden zu einem Nisohbehälter 73 über eine Kohlenteerpech führende Leitung 74 (welches bei der erfindungsgemäßen Anlage keinen großen Wert als Brennstoff für offene Herdöfen besitzt) mit einer zweiten, Natriumsulfatschlamm führenden Leitung 75 geleitet, welchem Kalziumcarbonatschlamm aus der Sodaanlage zugemischt ist.
• Dies im Mischgefäß kombinierte Material wird mit dem aus der vom Dampfkessel 16 kommenden Leitung 76 strömenden Dampf zerstäubt und durch Sprühdüsen 77 im oberen Ende des Reaktors auf das Koksbett gesprüht. Das Sprühmaterial entschwefelt den Koks und das Kokeofengas im Reaktor, reinigt das Gas und macht es als Leitungsgas verwendbar. Die Verunreinigungen werden entfernt.
• Der in dem Reaktor injizierte Kalziumoarbonatsohlamm aus der Sodaanlage zerfällt in CaO und CO2. In Gegenwart von heißem Koks wird das Kohlendioxyd bei einer Temperatur von 926 °C nach folgender Gleichung reduziert: C02 + C = 2CO.
• Unterhalb dieser Temperatur reagiert überschüssiges C02 wahrscheinlich nach folgender Reaktion: 4C02 + Ca S = 4CO + Ca 804.
• Der Kalk reagiert mit den Schwefelbestandteilen im Koknofengas in Form von Schwefelwasserstoff, Carbonylsulfiden und Kohlenstoffdisulfiden.
• Die Menge des im Reaktor aus dem injizierten Schlamm erzeugten Kalketeins ist sehr viel größer als die zur Neutralisierung des Schwefels im Koksofengas stöchiometrisch erforderliche. Der überschüssige Kalk entechwefelt den Koks, in welchem Schwefel in vier Formen vorkommt: Eisensulfide, Sulfate, frei absorbierter Schwefel und feste Lösungen aus Schwefel und Kohlenstoff. Die Entechwefelung mittels Kalk schafft einen Teil der Eisensulfide, die sich aus Schwefel in Kombination mit Eisen bilden, in die Asche des Reaktors, und die in Kalziumsulfide nach folgender Gleichung überführt werden: FeS + CaO + C = CaS + Fe + CO.
• Diese Reaktion vollzieht sich in einem Temperaturbereich von ca. 870 °C0 Der freie Schwefel im Koks wird im Reaktor zu Schwefelwasserstoff nach folgender Reaktionegleichung überführt: H2 + S = H2S.
• Der organische Schwefel und der von Kohlenstoff aufgenommene Schwefel unterliegt diesen Reaktionen: 4502 + 4 CaO = 3CaS04 + CaS CS2 + 2H2 = C + 2H2S.
• Der Schwefelwasserstoff (H2S) wird zu Kalziumsulfiden reagieren, so daß der Schwefel des Kokses dem Reaktor voreugal weise in Form von Kalziumsulfid und Kalziumsulfat verläßt.
• Da der Schwefel von der Fläche des Kokses durch Kalkstein und Dampf entfernt worden ist, wird dieser Koks den Kalkstein im Hochofen nicht verunreinigen. Demzufolge wird dann der dort zugegebene Kalkstein das Eisen im Hochofen sehr viel besser entschwefeln. Ferner wird im Hochofen in Gegenwart einer oxydierenden Flamme der meiste Schwefel im koks, in Form von Sulfiden und Sulfaten, in die Schlacke gehen, ohne daß er zuvor chemisch in das Metall transferiert wird, was zu einer vorteilhaften Verkleinerung der im Hochofen benötigten Kalksteinmenge führt.
• Wenn der Kohleteer auf den heißen Koks aufgesprüht wird, erfahren die Teerbestandteile eine endothermische chemische Teilung bzw. einen Krack-Vorgang, bei welchem Kohlenstoff- und Wasserstoffkomponenten entstehen. Diese molekularen Fragmente bilden Gase, die in den Koksofengasstrom eintreten und dieses mit über 1300 kcal/m3 anreichern.
• Eine weitere Steigerung seines Heizwertes erfährt das Gas durch Kracken des Leichtöles, das mit dem Koksofengas in den Reaktor gelangt. Das auf seinem Wege durch das Koksbett erhitzte, angereicherte Gas gibt den größten Teil eeiner Wärme im Abgas-Dampfkessel 80 ab, durch welchen es aus einer Leitung 68 strömt und wonach es in einem Wärmetauscher 81 und in einem Gaskühler 82 gekühlt wird. Der Abgas- bzw. Abhitzekessel 80 erzeugt Dampf, der durch eine Leitung 83 zum Dampfbehälter strömt. Dieser Wärmetauscher und der Gaskühler erhalten reines Wasser über Leitungen 84 und 85 aus dem unteren Ende der Gefrieranlage und geben warmes Wasser zu seinen oberen Enden über die Leitungen 86 und 87 ab. Eine Sammelleitung 88 für verschiedene olkondensate, die sich bilden können, sobald sich dae Gas im Abhitzekessel 80, im Wärmetauscher 81 und im Kühler 82 abkühlt, bringt das Öl zu dem Leichtöldestillierer 62 zurück.
• Eine große Wärmeabfuhr ist zur Senkung der Kokstemperatur im Reaktor von 980 cc auf 540 °a, d. h. unter den Zündpunkt des Kokses, notwendig. Dies wird erreicht durch das Ausströmen des Koksofengases durch du Koksbett, durch das Besprühen des Bettes mit Kalk und Alkalisohlamm und durch endotherme Reaktionen des Gases, die die exotherme Methangasbildung ausgleichen.
• Das den Kühler 82 verlassende Gas durchströmt ein Hilfe gebläse 90, von dem es zu einem Regler 91 gepumpt wird.
• Der meiste Teil des Gases mit einem Kaloriengehalt von ungefahr 6200 kcal/m³ (100BXU/st3) verläßt den Regler durch eine Leitung 92 zur kommerziellen Verwendung. Ein Teil dieses Gases gelangt jedoch über die Leitung 93 zur Koksofenverbrennungskammer, wo es mit annähernd reinem Sauerstoff zur Aufheizung des Koksofens verbrannt wird0 Die Flammentemperatur wird mit Hilfe von über eine Leitung 94 aus dem Abhitzekessel 18 strömenden Dampf gesteuert0 Die Erzeugung des Sauerstoffs wird unten beschrieben.
• In einer herkömmlichen Verkokungsanlage wird ungefähr 40 % des im Ofen erzeugten Gases zum Aufheizen und Verkoken der Kohle verwendet. Das Gas wird mit Luft verbrannt und erzeugt eine Wärmemenge von ca. 900 kcal/m3 eingesetzte Luft. Beim erfindungBgemäßen Verfahren erfolgt die Aufheizung des Ofens mit nur 20 s dee angereicherten Gases. Diese geringere Menge von Rück-Gas ist auf folgende Verbrennungs-Verbesserungen zurückzuführen: (1) Das reichere Gas erzeugt eine höhere Flammentemperatur, (2) das Gas wird mit reinem Sauerstoff verbrannt, so daß sich die Wärme auf ungefähr 2800 kcal/m3 vergrößert, (3) die Dissoziation des Kohle dioxide im Beisein von Wasserdampf öffnet den Bestand an latenter Wärmeenergie zur Erzielung eines größeren thermischen Wirkungsgrades.
• Die Dissoziation des Kohlendioxyds und der Wasserbrüden ist eine endotherme Reaktion und steuert die hohen Flammentemperaturen (2800 °C) durch Energisentsug aus den Reaktionegasen durch Wärmeübertragung. Wenn die Temperatur unter die Dissoziationstemperatur sinkt, erfolgt wieder eine Vereinigung der Brennetoffelemente Kohlenstoff und Wasserstoff mit Sauerstoff zur Energiefreisetzung, und es bilden sich Produkte der vollständigen Reaktionen aus C02 und H20. Zur Erfüllung der Dissoziationsanforderungen werden 40 ffi von euperheißen Dampfbrüden mit 60 % Sauerstoff gemischt und diese Mischung danach zum Verbrennen des reichen Koksofengases verwandt. Ein sauerstoffbetriebener tokeofen ist weniger kompliziert aufgebaut, da die Brüdengaee nicht durch komplexe eigene Apparate oder Regenerationsanlagen für die Wärmerückgewinnung geleitet werden müssen.
• Ammoniaklauge vom Boden des ersten Ammoniakwäschers wird zusammen mit einem Teil der Waschflüssigkeit in einem Vorratstank 40 gesammelt, der als Zuflußreservoir für eine Ammoniak-Destillations-Kolonne 97 dient. Die verdünnte Lauge wird zuerst in einen Dissoziator 98 zur Abscheidung der gelösten Schwefelwasserstoffgase und des Kohlendioxyde. geleitet, welche über eine Leitung 99 zur herkömmlichen Einrichtung zur Uberführung der gelösten Gase im elementaren Schwefel abströmen. Die verdünnte Ammoniaklauge wird über eine Leitung 96 zur Spitze einer Ammoniak-Destillations-Kolonne gepumpt, die ihre zum Austreiben des Ammoniak benötigte Wärme über eine Dampfleitung 100 vom Dampfbehä1ter#bezieht.
• Der Kalkstein für die Destillieranlage wird vom Kalkofen 71 und einer Löechvorriohtung 102 zum Freisetzen fester Ammoniak brüden aus der Lauge über eine Leitung 101 geliefert. Der Kalk wird aus Koks und Kalkstein erzeugt, der im Kalkofen mit purem Sauerstoff aus der Leitung 103 gebrannt wird. Zur Aufspaltung fester Ammoniumsalse gelangt gelöschter Kalk zum festen Fuß 104 der Ammoniak-Destilliervorrichtung.
• Die Ammoniumlauge wird dephenologisiert durch Zirkulieren durch einen Dephenclisierungstsnk 105 unter Verwendung von Ätznatron, Natronlauge, welches durch eine Leitung 106 vom Kaustizister 72 zugeleitet wird, wobei Natriumphenolate entstehen, die über einen Auslad 107 abgegeben werden. Der Schlamm der Ammoniakdestillieranlage ist frei von Ammoniak, aber er enthält hauptsächlich Salze a Kalziumchlorid und Kalziumsulfat0 Diese Flüssigkeit wird durch ein reversibles osmotisches System 56 zur Entfernung der chemischen Salze geleitet, die zur Staubbindung auf Straßen oder dergleichen oder zur Kühlung verwendet werde können. Das salzfreie Wasser wird über eine Pumpe 108 und eine Leitung 55 zum Gaswäscher zurückgeführt0 Das wasserfreie Ammoniak aus der Ammoniak-Destillieranlage 97 wird partiell in einem Kühler 109 kondensiert, in einen Tank 110 geleitet und danach gekühlt, komprimiert und verflüssigt und in einen Flüssigkeitsvorratstank 111 gepumpt. Dieses flüssige Ammoniak wird mittels eines Kornpressors 112 auf einem höheren Druck komprimiert und über eine Leitung 113 zu einem dampfbehitzten Autoklaven 114 zur Produktion von Harnstoff gefördert.
• Über eine Leitung 115 wird der Autoklav ferner mit flüssigem Sauerstoff beschickt, dessen Erzeugung wie folgt erfolgt0 Im Autoklaven reagiert das Ammoniak und der Kohlendioxyd zu Ammoniumcarbonat. Der Durchlauf der Reagenzien durch den Autoklaven erfordert mindestens 2 Stunden bei einer Temperatur von ca. 188 0C und einem Druck von 70 bis 140 kp/cm2. Der Harnstoff der Rohachmelze basierend auf dem hinzugegebenen Kohlendioxyd beträgt 80 - 65 #. Wenn das durch Absorption regenerierte Ammoniak berücksichtigt wird, ist der auf dem zugeführten Ammoniak basierende Ertrag im wesentlichen der gleLohet Ungefähr 60 ffi des rohen Harnstoffes fällt als kristallines Produkt an, der Rest wird als flüssiges Düngemittel mit dem hohen Stickstoffgehalt von über 46 ffi verwendet.
• Die einzig wesentlichen Verbrennungsprodukte, die den Koksofen durch die Esse 120 verlassen, sind Kohlendioxyd und Wasserdampf und diese werden durch ein Sauggebläse 121 über eine Leitung 122 zu einem Kondensationsapparat 123 gesaugt, wo das Kohlendioxyd abgeschieden wird. Der kondensierte Wasserdampf durchströmt einen Luftabscheider 124 und gelangt in einen Vorratstank 125, aus welchem das gereinigte Wasser zur Ammoniakwaschanlage rückgeführt wird.
• Das Kohlendioxyd gelangt zu einem Aufnahmetank 127, welcher es über einen Kühler 128 zu einem vielstufigen Kompressor 129 abgibt, der mit einem weiteren Kühler 130 und einem Kondensationsapparat 131 verbunden ist, und sich in einen flüssigen Speichertank 132 entleert. Das meiste Kohle lendioxyd aus diesem Tank wird durch einen Kompressor 133 auf einem sehr viel höheren Druck komprimiert und danach über eine Leitung 134 zu einem Regler 135 geleitet, aus welchem die Leitung 115 einen Teil des flüssigen Kohle dioxydes zur Harnstoffanlage liefert.
• Das überschüssige Kohlendioxyd gelangt vom Vorratstank 132 zu einem Expansionstank 137 und danach zu einer Maschine 138 zur Herstellung von festem Kohlendioxyd oder Trockeneis. Ein Teil des flüssigen Kohlendioxyds fließt vom Kompressor 133 über eine Leitung 139 vom Regler 135 zur Gefriereinrichtung 30 zum Abkühlen des Wassers, welches bei der Kokekühlung im Reaktor und zur Kühlung des den Reaktor verlassenden Gases benötigt wird. Von diesen Gefrierschlangen kehrt das Kohlendioxydgas über eine Leitung 140 zum Aufnahmetank 127 zurück, der ebenso Kohle dioxydgas aus der Teeranlage über eine Leitung 141 aufnimmt.
• Das flüssige Kohlendioxyd der Leitung 139 gelangt über eine Leitung 143 auch in eine Kohlendioxydgefriereinrichtung, die einen Teil einer herkömmlichen Luftabsoheide- oder Sauerstoffanlage darstellt, in der Luft in Sauerstoff und Stickstoff getrennt wird. Hierzu wird Luft durch einen Kompressor 145 gepumpt und danach irgendwelche Kohlendioxyde und in der Luft enthaltene Staubbestandteile mittels einer KOH-Lösung in einem Wäscher 146 entfernt. Die Luft durchströmt dann einen vielstufigen Kompressor 147 mit Wasserkühlung zwischen den Stufen. Verunreinigungen, die während dieses Verfahrensvorganges auskondensieren, werden entfernt, indem die Luft durch einen mit festem KOH gefttllten Turm gedrückt wird. Nach Verlassen der letzten Kompressionsstufe wird das Gas in einem Kühler 149 mit Wasser und in einer Tiefkühlvorrichtung 144 mit flüssigem Kohlendioxyd gekühlt. Das verdampfte Kohlendioxyd kehrt durch die beitungen 150 und 140 zum Aufnahmetank 127 zurück. Die tiefgekühlte Luft dagegen strömt durch eine Leitung 152 zu einem Rektifizierer 153, wo die Luft verflüssigt und in ihre Bestandteile zerlegt und der Stickstoff in die Atmosphäre abgelassen wird. Der flüssige Sauerstoff aus dem Rektifizierer strömt in einen isolierten Vorratstank 154, der über eine Pumpe 155 mit einer Leitung 156 verbunden ist, die zur Verbrennungskammer 3 des Koksofens und zu einer Leitung 103 des Kalkofen 71 führt. Auf seinem Wege kann der flüssige Sauerstoff in den benötigten gasförmigen Zustand überführt werden. Das in der Luftscheideanlage verbrauchte KOH gelangt durch eine Leitung 157 zum Mischbehälter 73.
• Einer der Hauptvorteile dieses Systems, durch den es wirtschaftlich durchführbar wird, besteht in der Verwendung des erzeugten Dampfes in der Anlage und im Verbrauch keiner großen Menge von Frisch-Wasser, da dieses kontinuierlich umgewälzt wird.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Verschmutzungsfreies Verkokungsverfahren, bei welchem Kohle zur Erzeugung von Koksofengas und eines Eoksbettes erhitzt wird, g e k e n n z e i ch n e t durch Abscheiden des größten Teils des cers, Ammoniaks und Öls aus dem Gas und Einleiten des Gases durch das Koksbett, Erzeugen von Teerpech aus dem abgeschiedenen Teer, sowie von Kalziumcarbonat, Einbringen des Teers und des Kalziumcarbonats in das Bett zur Entschwefelung des Kokses und des darin eingeschlossenen Gases, kontinuierliches Abziehen des Gases nach Durchströmen des Koksbettes, Kühlen des abgezogenen Gases und periodisches Austragen einer Charge entschwefelten Kokses aus dem Bett.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme aus der Kohlenaufheizung und die beim Kühlen des Gases rückgewonnene Wärme zur Erzeugung von Dampf verwendet und dieser zusammen mit dem Teerpech und dem Kalziumcarbonat auf das Bett gesprüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufheizen der Kohlen Dampf, weitgehend reiner Sauerstoff und ein Teil der abgezogenen Koksofengase verwendet werden, wobei aus dem Kohlendioxyd und Wasserbrüden enthaltende Abgasprodukte die Brüden auskondensiert und von dem Kohlendioxyd abgeschieden werden, danach das Kohlendioxyd verflüssigt und als Kühlmittel bei der Herstellung von flüseigem Sauerstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Koksofengas mittels Wasser und das Waßser durch das flüssige Kohlendioxyd gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Ammoniaks und mindestens ein Teil des flüssigen Kohlendioxydes zur Herstellung von Harnstoff verwendet wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 1 - 5, die einen Koksofen zum Verkoken der Kohlen mit einem Koksofengas-Abzug und eine Teer-Abscheideeinrichtung enthält, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Reaktor (10), Austragemittel (4, 5) zur Förderung dee Kokses vom Ofen (2) zum Reaktor (10) zum Erhalt eines Koksbettes in diesem, Mittel (35) zum Entfernen des größten Teils des Teers, des Ammoniaks (40) und des Öls aus dem Gas, zum Reaktor (10) führende Leitungen (65, 66, 67) für das gereinigte Gas, Mittel (73) zur Herstellung von Teerpech aus dem abgeschiedenen Teer, Mittel zur Erzeugung von Kalziumcarbonat mit Fördermitteln (76, 77) zum Einleiten des Teerpeches und des Kalziumcarbonates in den Reaktor (10) zur Entschwefelung des Kokees und des Gases, Mittel (68) zum kontinuierlichen Abziehen des Gases nach Durohatrömen des Reaktorbettes, Mittel (22, 27) zum Kühlen des abgezogenen Gases sowie Mittel (25, 24, 26) zum periodischen Austragen einer Charge entschwefelten Kokses aus dem Reaktor.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abhitzekessel an den Koksofen (2), und den Gasabzug zur Dampferzeugung angeschlossen und Einrichtung (77) zum Sprühen des Kalziumcarbonates und des Peches zusammen mit dem Dampf in den Reaktor (10) vorgesehen sind.

8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Austrageschächte (25) unterhalb des Reaktors (10) zur Aufnahme des Kokses sowie Ventile (24, 25) für den periodischen Koksaustrag in und aus den Schächten (23) vorgesehen sind, wobei die Schächte mit Wasserkühlmänteln (22, 27) zum Abkühlen des Kokses umgeben sind, die mit Kühlwasser durch Druckförderer beaufschlagt werden.

9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem oberen Teil des Reaktors verbundenen Austragsschächte von Wassermänteln (12) umgeben sind, von denen Leitungen (14) zu einem Dampfbehälter (16) führen, mit dem auch der Abhitze-Dampfkessel (18) über Leitungen verbunden ist und von dem Leitungen (76) zu einer Sprüheinrichtung (77) zum gemeinsamen Versprühen von Kalziumcarbonat, Pech und Dampf in den Reaktor abgehen.

10. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dampferhitzter Ammoniak-Destillierbehälter (53) ein reversierendes osmothisches System (56) zur Verarbeitung der Destillierflüssigkeit und zum Abführen des Wassers in Ammoniak-Wascheinrichtungen sowie ein Brüdenkondensator für die Verbrennungsgase mit Leitungen für das Kondensat zur Wascheinrichtung vorgesehen sind.

11. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Fördereinrichtungen (94) für Dampf, nähern reinen Sauerstoff (93) und Teile des Koksofengases zum Aufheizen des Ofens, Kondensatoren zum Abscheiden der Brüden aus dem Kohlendioxyd enthaltenden Abgasen, eine Eohlendioxyd-Verflüeeigungsanlage (129), eine Flüssig-Sauerstoff-Anlage (147) sowie Fördermittel zum Liefern des flüssigen Kohlendioxydes in die Flüsßig-Sauerstoff-Anlage.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem für das Koksofengas einen WaeeerkrBielauf umfaßt, dessen Wasser durch das flüssige Kohlendioxyd gekühlt wird.

13. Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Harnstoff-Anlage und zu dieser führende Fördermittel für zumindest einen Teil des Ammoniaks und des flüssigen Kohlendioxydes.

L e e r s e i t e